【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及带电粒子束系统和方法。更具体地，本专利技术涉及可用于产生由高温超导材料制成的约瑟夫森结的带电粒子束系统。此外，本专利技术涉及一种通过带电粒子束照射在高温超导材料中产生约瑟夫森结的方法。
技术介绍
气体场离子束系统形式的带电粒子束系统例如在US7786451中公开。电子束系统与光学显微镜的组合例如在US8759760B2中公开。此外，聚焦离子束柱与电子显微镜的组合例如在US8247785B中公开。最近，由ShaneA.Cybart等人撰写的互联网出版物“采用聚焦氦离子束直接图案化的Y-Ba-Cu-O形式的纳米约瑟夫森超导隧道结(NanoJosephsonsuperconductingtunneljunctionsinY-Ba-Cu-Odirect-patternedwithafocusedheliumionbeam)”已经出版。在基于本专利申请中的专利技术者之一的共同作者的出版物中，描述了通过使用500pm直径的氦离子聚焦光束来直接写入隧道壁垒，用高超导材料YBCO(YAa2Cu3O7-δ)产生的局部约瑟夫森超导隧道结的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在高温超导体材料中产生约瑟夫森超导隧道结的改进方法。本专利技术的进一步的目的是提供一种用于产生这种或类似的超导隧道结的改进的带电粒子束系统。根据第一方面，本专利技术的特征在于，一种带电粒子束系统包括带电粒子束柱，其具有形成带电粒...
【技术保护点】
一种带电粒子束系统，包括：带电粒子束柱，具有形成带电粒子束的带电粒子源、物镜、以及用于改变所述带电粒子束在样品平面中的照射位置的第一偏转系统，样品室，包括样品台，用于保持待处理样品，以及控制器，配置为创建和存储样品表面的高度图，并进一步配置为根据所述高度图依赖所述带电粒子束的照射位置动态地调节所述带电粒子束的物镜。
【技术特征摘要】
2014.12.22 US 62/095,3901.一种带电粒子束系统，包括：
带电粒子束柱，具有形成带电粒子束的带电粒子源、物镜、以及用于改
变所述带电粒子束在样品平面中的照射位置的第一偏转系统，
样品室，包括样品台，用于保持待处理样品，以及
控制器，配置为创建和存储样品表面的高度图，并进一步配置为根据所
述高度图依赖所述带电粒子束的照射位置动态地调节所述带电粒子束的物
镜。
2.如权利要求1所述的带电粒子束系统，其中，所述控制器进一步配置
成接收所述样品表面的设计数据，并且其中所述控制器还配置成基于所述设
计数据和将所述样品加载到所述样品室期间或之后记录的数据的组合来控
制所述第一偏转系统。
3.如权利要求1或2所述的带电粒子束系统，其中，所述带电粒子束柱
是离子束柱，并且所述带电粒子束系统还包括具有用于形成电子束的电子源
的电子光学柱。
4.如权利要求1-3中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述控制器
配置为根据在以所述电子束或所述离子束记录的图像中识别的位置，调节所
述带电粒子束的照射位置。
5.如权利要求1-4中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述样品台
在至少三个线性独立的方向提供定位在所述样品台的样品的可运动性，并且
其中，所述样品台包括测量系统，用于测量所述样品台的运动，其中，
该测量系统提供5nm或更小的测量精度。
6.如权利要求5所述的带电粒子束系统，其中，该测量系统包括干涉测
量系统。
7.如权利要求1-6中任一项所述的带电粒子束系统，还包括用于记录所
述样品表面的图像的光学图像记录系统，并且其中所述控制器配置成接收由
所述光学图像记录系统记录的图像。
8.如权利要求1-7中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述带电
粒子束包括离子。
9.如权利要求1-8中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述带电粒
\t子束系统包括像散校正装置，并且其中，所述控制器进一步配置成基于通过
所述带电粒子束扫描所述样品表面的一部分记录的图像和扫描时被致使离
开所述样品表面的相互作用产物的检测来调节所述像散校正装置。
10.如权利要求1-9中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述带电
粒子束系统包括第二偏转系统，并且其中，所述控制器进一步配置成基于通
过所述带电粒子束扫描所述样品表面的一部分记录的图像和扫描时被致使
离开所述样品表面的相互作用产物的检测来调节所述第二偏转系统。
11.如权利要求1-10中任一项所述的带电粒子束系统，其中，所述控制
器进一步配置为基于待处理样品区域的处理期间离开所述样品的相互作用
产物或者通过测量所述带电粒子束的射束电流来控制照射在所述待处理样
品区域的带电粒子剂量。
12.一种带电粒子束系统，包括：
带电粒子束柱，具有形成带电粒子束的带电粒子源、物镜、像散校正装
置和用于改变所述带电粒子束在样品平面中的照射位置的第一偏转系统，
样品室，包括用于保持待处理样品的样品台，
检测器，用于检测在所述带电粒子束照射所述样品表面期间被致使离开
所述样品的相互作用产物，以及
控制器，配置为基于所述检测器的输出信号产生图像数据，并且其中所
述控制器进一步配置为基于通过所述带电粒子束扫描所述样品表面的一部
分记录的图像和扫描时被致使离开所述样品表面的相互作用产物的检测来
调节所述像散校正装置。
13.一种带电粒子束系统，包括：
带电粒子束柱，具有形成气体场离子束的带电粒子源、物镜和用于改变
所述带电粒子束在样品平面中的照射位置的第一偏转系统，
样品室，包括用于保持待处理样品的样品台，
检测器，用于检测在所述带电粒子束照射所述样品表面期间被致使离开
所述样品的相互作用产物，以及
控制器，配置为基于所述检测器的输出信号产生图像数据，并且其中该
控制器进一步配置为基于待处理样品区域的处理期间离开所述样品的相互
作用产物或者通过测量所述带电粒子束的射束电流来控制照射在所述待处
理样品区域的带电粒子的剂量。
14.一种处理样品的方法，包括以下步骤：
a.加载样品到带电粒子束系统的样品室，
b.使用光学成像系统或电子束系统产生所述样品的表面的图像，
c.识别所述图像中的参考标记，
d.基于识别的参考标记确定所述样品的表面上的参考标记的位置，
e.基于所述参考标记的位置和所述样品的设计数据确定待处理的第一
区域的位置，
f.根据在步骤e中确定的位置偏置带电粒子束系统的偏转系统，以及
g.将所述带电粒子束照射到所述第一区域。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：记录所述样品表面的高度图的
步骤。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述高度图通过使用电子束或气
体场离子束记录。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：基于所述高度图在步骤g调节
所述带电粒子束的焦点位置。
18.如权利要求14-17中任一项所述的方法，还包括：
当所述带电粒子束照射到所述第一区域时，测量所述带电粒子束与所述
样品的相互作用产物的数量，并且
基于相互作用产物的测量数量，通过比较相互作用产物的测量数量与相
互作用产物的预定数量，或通过测量所述带电粒子束的射束电流，动态地调
节所述带电粒子束照射到所述第一区域的停留时间。
19.如权利要求14-18中任一项所述的方法，其中，所述带电粒子束系
统包括物镜，所述方法还包括：
用所述物镜聚焦所述带电粒子束以在离所述物镜第一距离处产生聚焦
的带电粒子束斑，以及
相对于所述带电粒子束定位所述样品，以使所述样品的表面具有离所述
物镜的第二距离，并且
其中，所述第一距离大于或小于所述第二距离。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一距离比所述第二距离大
或小至少1μm。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述第一距离比所述第二距离大
\t或小至多100μm。
22.如权利要求19所述的方法，其中，所述离子光学柱包括束限制孔，
并且所述方法还包括调节所述物镜以将所述束限制孔投射到所述样品的表
面上。
23.如权利要求14-22中任一项所述的方法，还包括：在步骤c，使用相
对于所述物镜的电压为负或正的电压偏置所述样品。
24.如权利要求14-23中任一项所述的方法，还包括：
针对第一数量的第一区域，重复步骤f和g，而不相对于所述离子束柱
移动所述样品。
25.如权利要求24所述的方法，还包括：
相对于所述离子束柱移动所述样品，以及
此后针对第二数量的第一区域重复步骤f和g。
26.如权利要求25所述的方法，还包括：
测量所述样品台相对于所述离子束柱的运动。
27.如权利要求14-26中任一项所述的方法，其中，所述带电粒子束是
离子束，并且所述方法还包括：通过离子束溅射或离子束引致的气体化学沉
积将系统对准标记写入所述样品，并周期性地记录所述系统对准标记的图
像。
28.如权利要求27所述的方法，还包括：基于所述对准标记的记录的图
像调节所述带电粒子束系统的参数。
29.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·休伊恩，B·戈策，J·A·诺特四世，D·斯图尔特，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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